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X射线荧光光谱研究粮食中生命有机碳与碳化学循环

江南 | -> | 656| 3| 2672.723MB |粮食,元素组成,XRF,CO2,温室效应,碳循环

江南 江南 | 文档量 |浏览量17674

摘􀀁 要􀀁 采用X 射线荧光光谱( XRF) 方法测定六种粮食: 稻谷( 大米) 、小麦( 面粉) 、黄豆、小米、高粱和玉米中生命有机碳含量和化学元素组成, 建立一种新方法测定它们的蛋白质含量。粮食中生命有机碳平均含量约为44%。黄豆中的蛋白质含量最高( 42􀀁 74%) , 小米蛋白质含量28􀀁 56%, 麦子蛋白质含量27􀀁 57%, 玉米蛋白质含量24􀀁 99%, 高粱蛋白质含量22􀀁 21%, 而大米蛋白质含量只有20􀀁 31%。基于文中新定义的碳化学循环, 结合相关研究数据, 我们发现2009 年人类使用生命有机碳作为生命体内所需排放CO2 只占总排放量的1􀀁 00%, 使用有机碳排放CO2 占总排放量的10􀀁 73%。碳循环清晰的轨迹与不同类型碳源释放CO2 量的数据将促进研究碳化学循环和大气CO2􀀁 温室效应􀀁。研究工作还发现地球大气CO2 循环一次时间是8 年,表明大气CO2 循环动态平衡具有敏感性, 但是没有实验数据证明地球大气存在着破坏性的CO2􀀁 温室效应􀀁。
    地球的碳元素是构成生命有机体的关键元素。生命体的出现、成长、持续和消失涉及生命体内的碳循环过程。碳循环与人类各个方面密切相关。特别是当前碳循环和大气二氧化碳( CO2 )􀀁 温室效应􀀁 是一个世界热点问题[1􀀁4] 。
    根据碳化学特征, 我们把碳循环分解成三个阶段。第一阶段是􀀁 生命有机碳􀀁 , 这个阶段的特征是碳化学可以提供生命体内所需要的材料和能量, 包括各种粮食、肉类、果实、糖、淀粉、蛋白、脂肪和纤维等; 第二阶段是􀀁 有机碳􀀁 , 碳化学可以提供生命体外所需要的能量和材料, 包括煤炭、石
油、天然气和可燃冰等; 第三阶段是􀀁 无机碳􀀁 , 碳化学只提供材料, 包括CO2 和碳酸盐等。
    碳循环是一个很复杂的系统, 各种各样的主体参与和共享碳化学循环[5􀀁8] 。光合细菌、藻类和高等植物是消耗CO2转变成生命有机碳的主体[9􀀁11] 。我们人类是消耗生命有机碳和有机碳产生CO2 的主体组成之一。相对于生命有机碳, 有机碳中的碳源简单。而生命有机碳中的碳源分子种类繁多,需要采用综合研究方法, 测定其碳元素含量。我们选择了具有代表性的六种粮食: 稻谷( 大米) 、小麦( 面粉) 、黄豆、小米、高粱和玉米, 采用X 射线荧光光谱( XRF) 方法研究测定其中生命有机碳的总含量和化学元素组成, 并且结合相关数据, 探讨碳化学循环, 探究CO2􀀁 温室效应􀀁 。
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